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　　2.2  不同氮浓度培养基上NAT3基因超表达株系幼苗的生长状况

　　在不同氮浓度培养基上生长的转基因株系T4-1、T4-2、T4-3及对照中花11幼苗的干重结果如表2所示。由表2可知，在1/2MS、1/4MS、1/8MS 3种氮浓度培养基上，3个转基因株系40 d龄幼苗的干重均高于非转基因对照中花11的幼苗干重，其中在1/4MS和1/8MS培养基上转基因株系的幼苗干重与对照之间的差异达极显著水平（P<0.01）。结果表明，同对照相比，转基因水稻幼苗在低氮环境下的生长速度快于非转基因对照。

　　2.3  NAT3基因超表达水稻叶绿素含量分析

　　不同氮素营养条件下，转基因株系及非转基因对照中花11抽穗期倒二叶叶绿素含量如表3所示。由表3可知，随着氮素使用量的降低，NAT3基因超表达株系及中花11的叶片叶绿素a和叶绿素b含量均有不同程度的下降;在1/3N、1/6N及0N处理条件下，转基因株系叶绿素a含量较对照中花11高，但无显著差异（P<0.05）;T4-3在1/3N、1/6N和0N的低氮条件下的叶绿素b含量均显著（P<0.05）高于对照中花11。结果表明，在低氮环境下NAT3基因超表达株系叶绿素含量较对照有所增加，其中株系T4-3中叶绿素b含量显著高于非转基因对照。

　　2.4  NAT3基因超表达水稻植株含氮量及生物学产量

　　不同氮素营养条件下，NAT3基因超表达株系和非转基因对照中花11的含氮量和生物学产量结果如表4所示。由表4可知，转基因株系在1/3N、1/6N的条件下，其植株的生物学产量和含氮量均高于对照，其中T4-1株系在1/3N、1/6N的低氮条件下，其生物学产量和含氮量较对照的差异均达显著水平（P<0.05）;T4-3株系在1/3N、1/6N低氮条件下的生物学产量较对照的差异达极显著水平（P<0.01）。说明NAT3基因的超表达能提高水稻对氮肥的利用效率，提高植株含氮量和生物学产量。

　　3  小结与讨论

　　硝态氮（NO3-）是植物吸收利用的主要氮源之一。硝酸盐转运蛋白是植物硝酸盐转运系统的重要组成部分，分为低亲和性和高亲和性两类。大量研究已经证明，高亲和性硝酸盐转运系统主要负责低NO3-浓度时植物氮的吸收[13-15]。硝酸盐转运蛋白基因NRT2.1缺失突变的拟南芥丧失75%的高亲和性硝酸盐转运系统活性[16，17]，因此导致在以NO3-为惟一氮源的低氮环境下不能正常生长[18]。然而通过在植物中超表达高亲和性硝酸盐转运蛋白基因改变植物的氮素利用效率的研究鲜有。Fraisier等[19]在烟草中超表达高亲和性硝酸盐转运蛋白基因NpNRT2.1，结果表明，不论环境中提供的NO3-浓度水平如何，转基因烟草和野生型对照中的NO3-含量无显著差异。

　　本研究中，NAT3基因在水稻中超表达后，促进了硝酸还原酶OsNR1基因的表达。在低氮条件下，转基因植株的含氮量较非转基因对照高，表明NAT3基因的超表达在低氮环境下促进了氮的吸收。在正常氮水平条件下，NAT3基因的超表达并不能促进氮的吸收。这是因为NAT3属于高亲和性的硝酸盐转运系统，转录后调控使其主要在低氮环境下起作用[20]。同转NAT3基因水稻在低氮环境下的氮素吸收效率增强一致，在低氮环境下转NAT3基因水稻的生物学产量和叶片叶绿素含量较非转基因对照均有所提高。但转NAT3基因水稻在低氮环境下的氮素含量、叶片叶绿素含量和生物学产量均低于正常环境下的相应指标，说明，转NAT3基因水稻在低氮环境下的氮素吸收效率虽然有所提高，但在本试验所设置的低氮条件下仍未达到满足水稻正常生长发育所需的水平。

　　中国的水稻氮肥施用量占全球水稻氮肥施用量的37%，氮肥利用率远远低于全球的平均水平[21]。过量施用氮肥导致环境污染，也增加了农民的水稻种植成本。本研究获得的硝酸盐转运蛋白NAT3转基因水稻在低氮环境下的氮素吸收效率高于非转基因对照，为利用生物技术提高水稻的氮素利用效率、减少氮肥的过量使用提供了有效的技术途径。

　　参考文献：

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